一种纳米高温防火阻燃电缆及其制备方法技术

技术编号:15793414 阅读:481 留言:0更新日期:2017-07-10 04:28
本发明专利技术公开了一种纳米高温防火阻燃电缆,所述电缆包括外护套层以及依次包覆在所述外护套层内的填充层和若干缆芯单元,在所述缆芯单元与外护套层之间的空隙中填充所述填充层,所述缆芯单元包括缆芯导体和紧密包覆在所述缆芯导体外的绝缘层,所述绝缘层为陶瓷化防火耐火硅橡胶层,本发明专利技术还公开了其制备方法,包括缆芯单元制备、外护套层挤出制备、填充层填充制备,本发明专利技术的高温防火阻燃电缆在高温状态下具有良好的隔热和阻燃效果,能较好地保护导体及免受高温烧灼而导致损害,可以改善电缆的柔软性、绝缘效果和防电磁干扰的效果,大大提高电缆的弯曲性能,具有结构简单、机械性能好,成本低下的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米高温防火阻燃电缆及其制备方法
本专利技术属于电线电缆
,尤其涉及一种纳米高温防火阻燃电缆及其制备方法。
技术介绍
电缆一般指由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成,将电力或信息从一处传输到另一处的导线。不同的领域电缆的应用场所相对比较复杂,这些复杂的场所对电缆的安全运行提出了挑战。火患是影响电缆安全运行的最为重要的因素之一,因此,如何保证电缆在高温环境下的正常运行,是电缆生产企业需要解决的技术问题。目前,在国内的高层建筑、军事设施、核电站、煤矿、化工、医药,钢铁、冶金、船舶、航空航天、民用设施等等领域以及设备密集场所,都是防火安全条件高的场合,如何在火灾的情况下,在一定时间内保障电力和通信畅通,减少人员的伤亡和民生财产损失,电力设备和通信设备所使用的电缆材料要求阻燃、无卤、低烟、低毒等,现有电缆因结构设计等原因,其防火防水及绝缘性能普遍较差,其中电缆的绝缘层、护套层大都有采用含卤的高分子材料绝缘材料制成,遇高温护套会开裂现象或被烧毁,整根电缆经过火焰燃烧后绝大部分都变成灰烬,起不到隔绝火焰的作用,火灾一旦蔓延,不仅会产生大量的浓烟,而且会产生具有“二次灾害”的腐蚀性很强的卤化氢气体,危及人的生命,危害设备和污染环境。如今,我国的阻燃耐火环保型绝缘电缆制造还处在初级阶段,加上国内各个电缆厂家的技术水平和加工水平参差不齐,而环保型阻燃耐火绝缘电缆的要求较为严格,随着我国阻燃技术的不断发展,阻燃及耐火电缆的技术水平也在逐步提高,但是阻燃及耐火电缆还始终停留在主要采用云母带作为防火层,这些阻燃及耐火电缆的成本较高、敷设、使用较复杂,其安全性和可靠性都远远到不到要求。为了适应公共电力设施、军事设施、核电站、煤矿、钢铁、冶金、船舶、航空航天等领域的特殊要求,应推广选用阻燃性能好、耐高温、低烟、低毒、绝缘性好、安全性高、成本低和对环境无污染的耐火电缆,保证电缆在高温环境下的正常运行,以满足现代社会和科技发展的需求,是电缆生产企业当前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种纳米高温防火阻燃电缆及其制备方法,根据本专利技术的防火阻燃电缆在高温状态下具有良好的隔热和阻燃效果,能较好地保护导体及免受高温烧灼而导致损害,可以改善电缆的柔软性、绝缘效果和防电磁干扰的效果,大大提高电缆的弯曲性能,具有结构简单、机械性能好,成本低下的优点。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供了一种纳米高温防火阻燃电缆,包括外护套层、填充层和若干缆芯单元,在所述缆芯单元与外护套层之间的空隙中填充所述填充层,所述缆芯单元包括缆芯导体和紧密包覆在缆芯导体外的绝缘层,所述绝缘层为陶瓷化防火耐火硅橡胶层。优选的,所述绝缘层还包括屏蔽层,该屏蔽层包覆所述陶瓷化防火耐火硅橡胶层。优选的,所述填充层为防火泥层,所述屏蔽层和陶瓷化防火耐火硅橡胶层的厚度之比为1:5~8。优选的,所述屏蔽层为镀镍铜线编织层,该镀镍铜线编织层的编织密度不小于85%。优选的,所述外护套层为交联聚烯烃护套层,所述缆芯导体为多股镀锡软铜丝单线绞合而成,所述镀锡软铜丝单线的直径为0.03mm~0.1mm。优选的,所述陶瓷化防火耐火硅橡胶层由以下重量份原料制成:硅橡胶100~150份、气相二氧化硅35~50份、硅油6~13份、瓷化粉20~50份、阻燃剂40~60份、粘结剂10~25份,所述原料制备方法包括以下步骤:A、将所有原料分别置于温度35℃~50℃的烘箱中干燥1h~2h,然后加入高速分散机中在转速4000rpm~5000rpm下分散1min~2min;B、首先将硅橡胶、气相二氧化硅、瓷化粉加入真空度为-0.3MPa~-0.8MPa的真空混炼机中,并将温度升温至60℃~90℃进行充分搅拌混合0.5h~1.5h,搅拌的转速为200rpm~300rpm;其次加入阻燃剂再次升温至180℃~210℃进行真空搅拌混炼0.5h~1h,搅拌的转速为400rpm~500rpm;再次加入粘结剂,调节温至150℃~170℃进行真空搅拌混炼10min~20min,搅拌的转速为800rpm~1200rpm,最后降温至40℃~50℃时出料后得到混炼胶;C、将所得混炼胶经双螺杆或单螺杆造粒机挤出造粒,再在60℃~70℃温度下烘干0.5h,然后冷却至常温、包装即得到陶瓷化防火耐火硅橡胶层原料。优选的,所述阻燃剂由聚醚醚酮、氧化镁、三氧化二铬、氧化钇和二氧化钛组成,所述聚醚醚酮、氧化镁、三氧化二铬、氧化钇、二氧化钛的重量比为:(8~12):(1~2):(2~4):(1~2):(3~5),所述粘结剂由聚甲基丙烯酸甲酯、三甲氧基硅烷、硅酸钙和铝钛复合偶联剂混合制得,所述甲基丙烯酸甲酯、三甲氧基硅烷、硅酸钙、铝钛复合偶联剂重量比为:(3~6):(0.5~1):(2~4):(1~3)。根据本专利技术的另一个方面,一种纳米高温防火阻燃电缆的制备方法,具体步骤如下:步骤一:缆芯单元制备,先对软铜丝进行拉丝、胶合形成导体,然后在导体外挤包绝缘层形成缆芯单元,主要制备方法步骤如下:a、拉丝、胶合,采用拉线机将2~3mm软铜丝进行拉丝退火制成直径≤0.1mm的铜丝单线,采用绞线机将直径≤0.1mm的铜丝单线进行镀锡处理后绞合在一起形成单股线芯,再将单股线芯胶合形成缆芯导体,其中,拉丝速度为4m/min~6m/min,减径率为6%~10%进行拉丝,直到减径≤0.1mm;b、挤包绝缘、烘干,将陶瓷化防火耐火硅橡胶原料放入连续硫化挤出机组生产线上,在270℃~320℃温度下熔融挤出对缆芯导体进行挤包形成绝缘层,然后以8m/min~10m/min的线速经过三段烘烤凝固处理,形成缆芯单元单体;所述三段烘烤凝固处理包括如下步骤:第一段烘烤在190℃~220℃温度下烘烤30s,线速为5m/min~6m/min,第二段烘烤在160℃~180℃温度下烘烤1min,线速为10m/min~12m/min,第三段烘烤在115℃~155℃温度下烘烤1min~2min,线速为8m/min~10m/min;步骤二、填充层填充制备:将步骤一处理后的多根缆芯单元正规排列成缆,并在多根缆芯单元的外部空隙填充防火泥作为填充层,挤出填充的温度范围为80℃~120℃,生产线速为5m/min~7m/min,所述缆芯单元与外护套之间填充的防火泥最小厚度范围为0.5mm~2mm;步骤三、外护套层挤出制备:在填充层外通过挤塑机将交联聚烯烃外护套原料挤包在填充层外形成外护套,挤出温度为120℃~160℃,生产线速为8m/min~10m/min;步骤四、冷却成型和老化,将步骤三外套挤出完成后的电缆进行循环冷却,冷却段水温度控制在25℃~36℃,生产线速为12m/min~15m/min。优选的,所述步骤二的填充层填充制备还包括屏蔽层制备,采用编织机在单根缆芯单元外编织镀镍铜线作为屏蔽层从而形成缆芯单元单体,然后在缆芯单元单体外制备填充层。在本专利技术中,所述硅橡胶采二甲基硅橡胶(MQ)、甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、氟硅橡胶(FVMQ)或腈硅橡胶中的一种,优选为二甲基硅橡胶(MQ),硅油采用甲基硅油、乙基硅油或羟基硅油,黏度优选为20~40厘泊。所述的瓷化粉为纳米级的陶瓷粉,至少包括硅藻土、莫来石、石英粉、本文档来自技高网
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一种纳米高温防火阻燃电缆及其制备方法

【技术保护点】
一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述电缆包括外护套层以及依次包覆在所述外护套层内的填充层和若干缆芯单元,在所述缆芯单元与外护套层之间的空隙中填充所述填充层,所述缆芯单元包括缆芯导体和紧密包覆在所述缆芯导体外的绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述电缆包括外护套层以及依次包覆在所述外护套层内的填充层和若干缆芯单元,在所述缆芯单元与外护套层之间的空隙中填充所述填充层,所述缆芯单元包括缆芯导体和紧密包覆在所述缆芯导体外的绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述电缆还包括屏蔽层,该屏蔽层包覆在与所述填充层所述绝缘层之间,所述绝缘层为陶瓷化防火耐火硅橡胶层。3.根据权利要求2所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述填充层为防火泥层,所述屏蔽层和陶瓷化防火耐火硅橡胶层的厚度之比为1:5~8。4.根据权利要求2或3所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述屏蔽层为镀镍铜线编织层,该镀镍铜线编织层的编织密度不小于85%。5.根据权利要求1所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述外护套层为交联聚烯烃护套层,所述缆芯导体为多股镀锡软铜丝单线绞合而成,所述镀锡软铜丝单线的直径为0.03mm~0.1mm。6.根据权利要求1或2或3所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述陶瓷化防火耐火硅橡胶层由以下重量份原料制成:硅橡胶100~150份、气相二氧化硅35~50份、硅油6~13份、瓷化粉20~50份、阻燃剂40~60份、粘结剂10~25份,所述原料制备方法包括以下步骤:A、将所有原料分别置于温度35℃~50℃的烘箱中干燥1h~2h,然后加入高速分散机中在转速4000rpm~5000rpm下分散1min~2min;B、首先将硅橡胶、气相二氧化硅、瓷化粉加入真空度为-0.3MPa~-0.8MPa的真空混炼机中,并将温度升温至60℃~90℃进行充分搅拌混合0.5h~1.5h,搅拌的转速为200rpm~300rpm;其次加入阻燃剂再次升温至180℃~210℃进行真空搅拌混炼0.5h~1h,搅拌的转速为400rpm~500rpm;再次加入粘结剂,调节温至150℃~170℃进行真空搅拌混炼10min~20min,搅拌的转速为800rpm~1200rpm,最后降温至40℃~50℃时出料后得到混炼胶;C、将所得混炼胶经双螺杆或单螺杆造粒机挤出造粒,再在60℃~70℃温度下烘干0.5h,然后冷却至常温、包装即得到陶瓷化防火耐火硅橡胶层原料。7.根据权利要求7所述的一种纳米高温防火阻燃电缆,其特征在于:所述阻燃剂由聚醚醚酮、氧化镁、三氧化二铬、氧化钇和二氧化钛组成,所述聚醚醚酮、氧化镁、三氧化二铬、氧化钇、二氧化钛的重量比为:(8~12)...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈浩杨国柱代荣记张拓
申请(专利权)人:广西广缆科技集团有限公司
类型:发明
国别省市:广西,45

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